Focus Innovazioni

02.05.2018

Un accumulo a base d’acqua ricaricabile per 10mila volte potrebbe essere il futuro dello storage

Un team di ricerca di Stanford ha realizzato il prototipo di un accumulo a base d’acqua per fonti rinnovabili, è ricaricabile per migliaia di volte
Se il futuro dell’energia elettrica sono le rinnovabili c’è un prodotto da cui non si potrà mai fare a meno: gli accumuli, per questo la ricerca su questi prodotti non si arresta e uno degli ultimi ritrovati per lo storage eolico e fotovoltaico arriva dall’Università di Stanford ed è un’accumulo a base d’acqua.
 
La grande diffusione delle fonti energetiche rinnovabili, in particolare del solare e dell’eolico, richiede una coerente diffusione dei sistemi di storage che permettono di immagazzinare l’energia sostenibile accumulata durante le giornate soleggiate e/o ventose e rilasciarla a seconda delle necessità durante la notte o nei periodi in cui le fonti non consentono la creazione di energia.
 
Tra le varie nuove tipologie di batterie per l’accumulo energetico che la scienza sta studiando per rendere più efficiente questo settore, oltre a quelle studiate da Eni (di cui abbiamo parlato qui), recentemente è stata presentata una batteria a base di manganese-idrogeno che è stata studiata da un team di ricercatori cinesi che lavorano all’Università di Stanford.
 
Questa nuova e  innovativa batteria, che al momento è solo un prototipo, dovrebbe essere economica e molto duratura, consentendo addirittura 10.000 ricariche. Questo prodotto è stato presentato con uno studio intitolato “A manganese–hydrogen battery with potential for grid-scale energy storage” nel quale gli autori presentano il piccolo prototipo di batteria: ad oggi è stato realizzato un modello alto solo 3 pollici in grado di produrre solo 20 milliwattora di elettricità (su per giù l’elettricità necessaria per far funzionare le piccole torce LED che in genere vengono appese ai portachiavi).
 
Si capisce quindi che questo nuovo strumento è solo all’inizio della sua evoluzione, il team di ricercatori cinesi guidati dallo studente post-dottorato Wei Chen però ritiene sia possibile sfruttare la tecnologia che sta alla base di questo prototipo per realizzare accumuli adeguati al livello industriale.
 
La novità rappresentata da questa batteria “all’acqua” è quella di sfruttare lo scambio di elettroni reversibile che può avvenire tra l’acqua e il solfato di manganese, un sale industriale economico e molto diffuso che è particolarmente utilizzato per realizzare fertilizzanti, carta, batterie a secco e molti altri prodotti. In parole povere, come ha spiegato il ricercatore e professore Yi Cui “Ciò che abbiamo fatto è stato inserire un sale speciale nell’acqua e aggiungervi un elettrodo per creare una reazione chimica reversibile che permetta di conservare degli elettroni sotto forma di idrogeno”.
 
Ciò che avviene chimicamente all’interno di questa batteria è una reazione degli elettroni al solfato di manganese che è inserito nell’acqua; in seguito a questa reazione nell’acqua vengono rilasciate delle particelle di diossido di manganese attaccate agli elettrodi e gli elettroni in eccesso vengono esplosi in forma di gas idrogeno. L’idrogeno è una prodotto dal quale è possibile ricreare l’elettricità utilizzando l’energia che ha immagazzinato, permettendo così l’utilizzo della stessa in un secondo momento.
 
I ricercatori sono inoltre riusciti a dimostrare la possibilità di ricarica di questa batteria verificando come le particelle di biossido di manganese legate all’elettrodo riescano a combinarsi con l’acqua, andando così a ricostituire il sale di solfato di manganese, rendendo la batteria effettivamente riutilizzabile e ricaricabile anche per migliaia di volte.
 
Il professor Cui ha dichiarato che, considerando la durata stimata di questa nuova batteria a base d’acqua, immagazzinare l’energia sufficiente per alimentare per 12 ore una lampadina da 100 Watt costerebbe solo un centesimo (di dollaro).
 
Il passo successivo della ricerca sarà quello di elaborare una batteria simile che sia più potente e adatta all’accumulo per la rete; al momento uno dei limiti più grandi a questa evoluzione è il fatto che il prototipo realizzato utilizza il platino come catalizzatore per l’avvio della reazione chimica fondamentale, un materiale evidentemente troppo costoso per la produzione di massa.
 
Una volta trovato un sostituto meno prezioso a questo materiale i ricercatori aspirano a realizzare una versione più grande e potente dell’accumulo a base d’acqua, così da poterlo testare nell’accumulo di grandi quantità di energia, e così che si possa appurare l’effettiva capacità di ricarica che le stime prevedono essere di oltre 10 mila ricariche.